JPS63167970A - 演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、二個のペクトの相互の乗算を行う為の演算装
置、並びに、それを用いて、連続して入力される多数の
ベクトル同志を、連続的に、順次乗算する方法に関する
物である。

（従来技術とその問題点） 近年、集積回路技術の発達により、各種の演算装置が、
提供されるようになって来ている。例えば２つの数値を
乗算し、その結果を第３の数値に加えて出力する演算装
置や、二次元マトリックス同志を乗算する演算装置等が
、報告されているが、ベクトル同志を高速に乗算する演
算装置は、未だに報告されていす、現在ではベクトル同
志の乗算の場合は、その各々の成分同志を順次掛は合わ
せ、それらを順次足し合わせる事に依って、行われてい
る。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除き、ベクト
ル同志の乗算を、高速に行う事の可能な演算装置、並び
に、それを用いて連続して入力される多数のベクトル同
志を、連続的に、順次乗算する方法を提供する事にある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明によると、入力として与えられる第一の数値と第
二の数値間で乗算を行う機能と、その結果得られる第三
の数値と、入力として与えられる第四の数値との間で加
算を行う機能と、その結果として得られる第五の数値を
、出力とするような演算機能を有する演算単位（以下Ｐ
Ｕと略記する）を有限の数Ｎ個並べ、第１のＰＵでは第
１、第２、第４の数値が外部よりの入力として与えられ
、ｍ個目のＰＵ（１＜ｍ≦Ｎ）では、第１、第２の数値
は外部よりの入力として与えられ、（ｍ−１）個目のＰ
Ｕの第５の数値（出力）が第４の数値となり、Ｎ個目の
ＰＵの第５の数値が最終の出力になるように接続された
事を特徴とする演算装置が得られる。

更に、本発明によると、第一項の請求の範囲の、演算装
置の使用に於て、連続して入力する２組のベクトル群、
＜Ａ、ｎ＞ｉ、＜Ｂｍ＞ｉ、同志を乗算する場合に於て
、〈Ａｎ＞ｊと＜Ｂｎ＞ｊを、演算装置のｎ番目のＰＵ
に入力する時刻を、〈Ａｎ−１〉ｊ、＜Ｂｎ−１〉ｊが
、ｎ−１番目のＰＵに入力されてから、ＰＵの演算単位
時間、ｔ１、後にし、更に、その時刻に、ｎ−１番目の
ＰＵには、〈Ａｎ−１〉ｊ＋１ｔ＜Ｂｎ−１〉ｊ＋１を
入力する事を特徴とするような、連続入力ベクトル群の
演算方法が得られる。

（従来技術との相違点） 本発明の従来技術に対する改革的な点は、従来技術に於
ては、Ｎ次元のベクトル同志の乗算には、単位乗算時間
のＮ倍の時間が必要であったが、本発明に依れば、その
乗算を単位乗算時間ごとに行う事ができる、演算装置、
及びその使用に関する演算方法を実現したこと等である
。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は、本発明の構成に使用される演算単位ＰＵの機
能を説明する為の物である。ＰＵの内部では、基本的に
は入力１（ａ）と入力２（ｂ）の乗算がおこなわれ、そ
の結果Ｃに入力３（ｄ）が加算され、その結果ｅが出力
として得られるようになっている。

ａ＊ｂ＝ｃ　　　ｃ＋ｄ＝ｅ この様な演算単位は、集積回路として、現在では市販さ
れている。

第２図は、本発明に依って提供される演算装置の構造で
あり、Ｎ個の演算単位（ＰＵ（１）〜ＰＵ（Ｎ））が、
最後のＰＵを除いて、お互いの出力端子が次の段のＰＵ
の入力３になるように、つながれていることが特徴であ
る。

２つのベクトル、くＡ□〉ｉと＜Ｂ、ＴＩ＞ｉの積は、
Ｃ＝Ａｎ＊Ｂｎ と、表されるので、第２図に示す様に、図の下側からベ
クトル＜ａ＞の成分ａｎを、図の右側からベクトル＜ｂ
＞の成分ｂｎを、各々図の上のほうから順次ｎ＝１．２
，３．・、Ｎ−２，Ｎ−１，Ｎとなるように入力すれば
、最終的には、ＰＵ（Ｎ）の出力ｅＮとして、ベクトル
の積Ｃが得られる。ただし、この時に、注意しておかね
ばならないことは、各々のＰＵの演算に有限の時間、ｔ
１、が必要なため、入力、ａｍは、ａｍ−１がＰＵ（ｍ
−１）に、入力されてから時間、ｔ１後に、ＰＵ（ｍ）
に、供給されねばならない。

この様な観点から見れば、本発明に依って提供される演
算装置は、その構造成分である演算単位ＰＵを、１つだ
け用いて、その出力を第三の入力端子に次段の入力とし
て供給するような構成とし、ＰＵの演算に要する時間、
ｔ１、ごとにベクトル成分対（ａｔ、ｂｔ）を順次入力
し、Ｎ番目の演算の結果を出力するという、従来の方法
と同じ効果を与える。

しかし、本発明の演算装置の特徴は、ベクトル入力が連
続して供給される場合にも対応出来る点である。即ち、
第３図に示すような、タイミングで、ベクトルが連続し
て入力されても、各々のベクトルの積は、ＰＵの演算単
位時間ごとに、次々と、出力されて来る。ここに、第３
図は、いわゆるタイミングチャートであり、横軸は演算
単位ＰＵ（１）。

ＰＵ（２）、・・−・・、ＰＵ（ｎ−１）、ＰＵ（Ｎ）
を表し、縦軸は、基本的には、時刻を示している。この
表示では、Ｔｏは、任意の、初の演算の開始時刻であり
、ｔｌは、ＰＵの演算単位時間である。又、Ｉｎ及びＯ
ｕｔは、その時刻に各々のＰＵに入力されるデータ及び
各々のＰＵがら出力されるデータを示している。又、■
ｉｊｔｏｋｍｑ等は、各々入力データセット及び出力デ
ータセットを示している。

ここに、Ｉｉｊは、第２図の表示に従えば、５番目に入
力されるベクトルのａｉ、ｂｉ、ｄｉであり、（これら
を各々ａｉｊ＋ｂｉｊ＋ｅｉ−１ｊとよぶ）Ｏｋｍは同
様にしてｍ番目に入力されるベクトルのｅｋである（こ
れをｅｋｍとよぶ）。

このタイミングチャートに従えば、例えば、時刻Ｔｏに
、ＰＵ（１）に最初のベクトルの組＜ＡＮ＞□、＜ＢＮ
＞１の一番目の成分による入力Ｉｔ１（ａｌｔ、Ｉ）ｎ
＋ｄｕ）が、供給されると、時間ｔ０ごと（ＴＯ＋ｔ１
）に、ＰＵ（１）から０１□。

（ａｌｌ）が出力され、これがｄ２１として、８２１ｂ
２１、と共に、工２□と成って、ＰＵ（２）に供給され
、更に、時間ｔｌ後に、ＰＵ（２）から出力０２１が得
られ、この数値を含んだ人力■３□がＰＵ（３）に供給
される。この様にして順次演算が実行され、時刻’ｒｏ
＋　Ｎ−ｔｌ後に、ＰＵ（Ｎ）から、＜ＡＮＴｌと、＜
ＢＮ＞１の出力される。またこの間に時刻Ｔｏ＋ｔ１に
、１１２がＰＵ（１）に入力されると、このベクトルの
演算も、前のベクトルの演算に対して時間上、だけ遅れ
て実行されて、時間ｔ１だけ遅れてＰＵ（Ｎ）から出力
される。

以上本発明を一つの実施例について、説明したが、本発
明には、幾つもの、変形が可能であることは自明である
。

例えば、ＰＵの数、Ｎ、よりも、ベクトルの成分数、Ｍ
、が少ない場合には、ＰＵ（Ｍ＋１）以降のＰＵには、
ｄ、以外の入力として０を供給すれば良い。

更に、この場合に０を供給する代りに、ＰＵ（Ｍ＋１）
以降のＰＵでは、単に前の段のＰＵがら供給されるｄを
次の段のＰＵに渡すようにしてもよい。

また、順番に入力されるベクトルの供給の時間差がタイ
ミング、ｔ１、より大きい場合には、入力の無い時には
、成分がすべて、０．のベクトルを、入力すれば良い。

また更に、本演算装置の動作方法において、ＰＵ（１）
に、意味のある入力のあった時に、ＰＵ（２）に次に、
入力があることを知らせる信号を伝え、順次入力を与え
られたＰＵが、次の段のＰＵに信号を伝える様な構造に
して、各々のＰＵは、その信号が入った時にのみ、時間
ｔｌ後に演算を行う様にすることも可能である。

（発明の効果） この結果、本発明によって、従来の技術では不可能であ
ったベクトル高速な、連続乗算が可能と成った。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成に使用される演算単位ＰＵの機
能を説明する為の図である。ＰＵの内部では、基本的に
は入力１（ａ）と入力２（ｂ）の乗算がおこなわれ、そ
の結果Ｃに入力３（ｄ）が加算され、その結果ｅが出力
となる。 第２図は本発明に依って提供される演算装置の構造を示
す図であり、Ｎ個の演算単位（ＰＵ（１）−ＰＵ（Ｎ）
）が、最後のＰＵを除いて、お互いの出力端子が次の段
のＰＵの入力３になるように、つながれている。図の左
側ａｎは、ベクトル＜ａ＞の成分、図の右側のｂｎは、
ベクトル＜ｂ＞の成分であり、ｄｎは、ｎ番目のＰＵに
対するｎ−１番目のＰＵがらの入力であり、ｅｎはｎ番
目のＰＵの出力である。ここに、ｎは、図ノ上のほうか
ら順次ｎ＝１．２，３．”−、Ｎ−２，Ｎ−１，Ｎと、
成っている。 第３図は、いわゆるタイミングチャートであり、横軸は
演算単位ＰＵ（１）、ＰＵ（２）、・・・、ＰＵ（Ｎ　
−１）、ＰＵ（Ｎ）を表し、縦軸は、基本的には、時刻
を示している。 この表示では、Ｔｏは、任意の、初の演算の開始時刻で
あり、ｔｏは、ＰＵの演算単位時間である。又、Ｉｎ及
びＯｕｔは、その時刻に各々のＰＵに入力されるデータ
及び各々のＰＵから出力されるデータを示している。又
、Ｉｉｊ＋Ｏｋｍ、等は、各々入力データセット及び出
力データセットを示している。 ここに、Ｉｕは、第２図の表示に従えば、５番目に入力
されるベクトルのａｉ、ｂｉ、ｄｘであり、（これらを
各々ａｉｊ＋”ｉＪ＋ｅｉ−１ｊとよぶ）Ｏｋｍは同様
にしてｍ番目に入力されるベクトルのｅｋ（これをｅｋ
ｍとよぶ）と、成り第１図 人力３ 出力 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入力として与えられる第一の数値と第二の数値間で
   乗算を行う機能と、その結果得られる第三の数値と、入
   力として与えられる第四の数値との間で加算を行う機能
   と、その結果として得られる第五の数値を、出力とする
   ような演算機能を有する演算単位（以下ＰＵと略記する
   ）を有限の数Ｎ個並べ、第１のＰＵでは第１、第２、第
   ４の数値が外部よりの入力として与えられ、ｍ個目のＰ
   Ｕ（１＜ｍ≦Ｎ）では、第１、第２の数値は外部よりの
   入力として与えられ、（ｍ−１）個目のＰＵの第５の数
   値（出力）が第４の数値となり、Ｎ個目のＰＵの第５の
   数値が最終の出力になるように接続された事を特徴とす
   る演算装置。 ２）第一項の請求の範囲の、演算装置の使用に於て、連
   続して入力するベクトル群、〈Ａ＿ｍ〉＿ｉ、〈Ｂ＿ｍ
   〉＿ｉ、同志を乗算する場合に於て、〈Ａ＿ｎ〉＿ｊと
   〈Ｂ＿ｎ〉＿ｊを、演算装置のｎ番目のＰＵに入力する
   時刻を、〈Ａ＿ｎ＿−＿１〉＿ｊ、〈Ｂ＿ｎ＿−＿１〉
   ＿ｊが、ｎ−１番目のＰＵに入力されてから、ＰＵの演
   算単位時間、ｔ＿１、後にし、更に、その時刻に、ｎ−
   １番目のＰＵには、〈Ａ＿ｎ＿−＿１〉＿ｊ＿＋＿１、
   〈Ｂ＿ｎ＿−＿１〉＿ｊ＿＋＿１を入力する事を特徴と
   するような、連続入力ベクトル群の演算方法。